基于COMSOL的阵列感应测井半空间响应计算和误差校正

２ １ 年第 ２ ０２ 期
总 第 １８ ８ 期
国 外 测 井 技 术
Ｗ ＯＲＬ Ｗ ＥＬ Ｌ Ｄ Ｌ ＯＧＧ ＮＧ Ｔ Ｃ Ｉ Ｅ ＨＮＯＬ ＯＧＹ
ＡＤｒ２ ２ ．０１
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２ ７
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基础 科学 ・
基于 Ｃ ＯＭＳ 的阵列感应 测井 半空间 ＯＬ
响应 计算和误差校正
质 的环境是十分困难的。因此 ， 线圈系测量信号 中 除了线 圈系误差外 ， 还包含周围环境信号 。Ｂｒｅ ａ ｒ ｂ
等人 ｎ１ 出了两 高 度 半 空 间刻 度 法 确定 双 感 应 或 １提 １ ２ 电磁 感 应 类仪 器 的线 圈 系误 差 。魏 宝君 等 人 】 推 导 出阵列感应 ＭＩ 在水平 和垂 直情形 时半 空 间响应 Ｔ 解 析 解 ， 析 大 地 对 刻 度 系 数 的 影 响 ， 出 了 与 分 给 Ｂｒｅ方 法一 样 的线 圈系误 差确 定方 法 。李 国玉等 ａｂｒ 人 研 究 了 阵列 感 应 仪 器 ＨＤＬ的半 空 间 刻 度 方 Ｉ 法 。两 高度 半 空 间 响应 计 算 的地 层模 型是 假 设 大 地 电导 率 均 匀分 布 ， 器 放 置在 距 地 面 一 定 高度 。 仪 实 际上 ， 空 间测试 环境 的 大地 电导 率 不可 能 均匀 半 分 布 ， 随环境温度和湿 度变化 ， 一个未知量 。 且 是 因此 ， 点方 法 存在 一定 的局 限性 。本 文将 研 究基 两 于 Ｃ Ｍ Ｏ ｔｈｓ ｓ 限 元 软 件 的 阵 列 感 应 测 Ｏ Ｓ ＬＭｕｐｙｉ 有 ｉ ｃ
关键词 ： 阵列感应 测井 ； 空 间响应 ； 差校 正 半 误
０ 引 言
感 应 测 井仪 器利 用 电磁 感 应 原 理 测 量 地 层 的 电导 率 。理想 情况 下 ， 导 电空气 中的测 量 电导率 非
井半空间响应计算方法 ， 针对 Ｍ Ｔ Ｉ 仪器提出基于数
据库 的半空 间刻度 方法 。
图 １水 平和 垂 直 放 置 的 阵 列 感 应 测 井 仪器 半 空 间刻 度 模 型
作者简 介： 杰（９ ５ ， 教授 ， 仵 １６ 一） 男， 博士， 主要 从事 电磁 测井理论 、 数值模拟和 阵列感应信号处理 方面的研 究。
国 外 测 井 技 术
２ １ 年４ ０２ 月
大地 电导率时低高两个 高度视 电导率差 的关系 曲 线 。实际使用 时 ， 在刻度装置的高低两个位置测量 仪器响应 ， 然后计算响应差 ， 查校正图版得到高值视
井响应。Ｂ ｒ ｒ ａ ｅ提出的两点刻度方法是预先计算好 ｂ
线 圈系 误 差 校正 图版 。它 是 高值 视 电导 率 与 不 同
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因此 ， 们 取空 气 电导 率为 １～ ／ 根据 趋 肤效 应 ， 我 ０ Ｓｍ， 电磁 波在 传 播 过程 中有 衰 减 ， 过计 算 均匀 介 质 响 通
２基 于 Ｃ ＯＭＳ 的 阵列 感 应 测 井仪 ＯＬ
器半空间响应计算方法
Ｃ ＭＳ ＬＭｕｉｈｓ ｓ 一款 功能 强大 的解 决 多 Ｏ Ｏ ｔ ｙｉ 是 ｐ ｃ 物 理 场 问题 的有 限元数 值计 算 软件 。本 文使 用 Ａ ／ Ｃ Ｄ Ｃ电磁 场模 块 ， 算 法 的实 现 流程 图如 图 ２ 示 。 其 所 首 先 根据 要解 决 的物理 问题 建立 几 何模 型 、 定模 设
１ 阵列 感 应 测 井仪 器 半 空 间刻 度 的原 理 及 模 型
传统 双感 应 测 井 仪 器 刻 度 的 目的 是 消 除 电子 线 路误 差 和线 圈系 误差 嘲 。阵列 感 应 测 井 仪 器 中 ，
实 时测 量并 消 除 电子线 路误 差 ， 度 只消 除线 圈 系 刻
误 差 ， 过 半 空 间 刻度 确 定 线 圈 系误 差 。半 空 间 通 刻 度装 置有 两种 （ 图 １ ， 种是 仪器 水平 放 置 （ 见 ）一 见 图 ｌ）另 一 种是 垂 直放 置 （ 图 １） ａ， 见 ｂ 。不 管 仪 器水 平 或者 是 垂直 放置 ， 是测 量 不 同高度 时 仪器 的测 都
为“ ” ０ 。但是 ， 在仪器设计 中要使用各种金属接线 ， 电子线路的外壳 、 中接头、 屏蔽等均是金属 ， 测量信 号不可能是“ ”该信号称为线 圈系误差 。另一方 ０，
面 ， 于 阵列 感应 仪器 ＭＩ 最长子 阵列 在空 气 中的 对 Ｔ， 探 测 深度 深 为 ２５ １ｍ之 外还 有 １％的信号 ，８ ． ｍ，４ ０ ２ｍ 之 外剩余 ５ 要想 找 到半径 ３ｍ范 围内没有 导 电媒 ％， ０
电导率 。最后将 实 际测量 的高值 响应 减去 图版得 到 的高值视 电导率就是 线 圈系误差 。每 个子 阵列均 用
同样 的方 法 。
地电导率一般在 ０ １ ０ ５／ ． 至 ．Ｓ ０ ２ ｍ之间 ， 比度很大 ， 对 电流在 交 界面 突 变 ， 磁场 变 化剧 烈 。因此 在 源正 下 方交 界面 一定范 围 内加一 薄层 区域使得 交界 面处 于 其中， 薄层的范围及厚度 由测试取得 。 （） 限大 空 间 电磁场 求 解 区域 处 理 。测 井 响 ３无 应来 自于无 限大空间 ， 在实际仿真过程 中不可能建 立无 限 区域 ， 且 实 际空 气 电导 率 不 可 能为 ０Ｓｍ， 而 ／
仵 杰 王 昭
西安石 油大 学光 电油气测 井与检 测教 育部 重点 实验 室 摘 要 ： 空间刻度 是计 算 阵列感应测 井 线 圈系误 差 的重要 方法 。研 究应 用 ＣＯＭＳ 软件 准确 计 半 ＯＬ 算 阵列感应 测 井半 空间响应 的方法 ， 决 了点 源施 加 、 理 网格剖 分 、 解 合 高精度 数据 采 集等 问题 。在 验证 计 算有 效性基 础上 ， 计算 分析 阵列 感应 ＭＩ 水 平或 垂 直放 置 时的 半 空间响 应特 性 ， 出 了 Ｔ在 提 基 于数 据库 的线 圈 系误差校 正 方法 ， 解决 了如何确 定等 效 高度 和 大地 电导 率 问题 。